建筑基坑支護(hù)工程安全的影響因素研究

劉新軍

（南華大學(xué)船山學(xué)院土木工程系，湖南 衡陽(yáng) 421000）

由于建筑環(huán)境的日益復(fù)雜和高層化趨勢(shì)，要重點(diǎn)關(guān)注建筑基坑支護(hù)工程施工，分析建筑基坑支護(hù)工程施工安全的影響因素，從建筑基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、管理等方面進(jìn)行優(yōu)化，擬定科學(xué)合理、切實(shí)可行的建筑基坑支護(hù)工程施工方案，確保高層建筑施工的安全與穩(wěn)定。

1 建筑基坑支護(hù)工程施工現(xiàn)狀分析

隨著建筑高度日益增加、建筑整體結(jié)構(gòu)自重增大的態(tài)勢(shì)，極易發(fā)生建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則沉降的現(xiàn)象，為此要關(guān)注建筑基坑支護(hù)工程施工技術(shù)的應(yīng)用，在實(shí)踐中存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

1、基坑深度加大。為了提高土地資源的利用價(jià)值，地上空間建筑高度不斷提升，加大了對(duì)地下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求，也增加了基坑施工建設(shè)的難度，暴露出建筑基坑支護(hù)工程施工的缺陷和不足。

2、安全事故發(fā)生頻率偏高。建筑基坑支護(hù)工程施工牽涉諸多的因素，如：地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件和環(huán)境、地下水水層的具體位置、地下水位高度、土壤顆粒間隙等，這些都增大了建筑基坑支護(hù)施工安全事故的發(fā)生幾率。同時(shí)，土壤結(jié)構(gòu)及性質(zhì)存在較大的不確定性，不同施工區(qū)域的土壤理化性質(zhì)差異較大，導(dǎo)致建筑基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用難以受控，從而引發(fā)安全事故。

2 建筑基坑支護(hù)工程施工安全的影響因素分析

1、設(shè)計(jì)因素。建筑基坑支護(hù)施工要以全面翔實(shí)的施工方案為依據(jù)和前提，必須通過(guò)勘察調(diào)研的方式，獲悉和把握基坑工程的地質(zhì)條件、氣候環(huán)境、地下水、地下管道分布等情況，然而當(dāng)前的建筑基坑支護(hù)施工設(shè)計(jì)缺乏足夠的數(shù)據(jù)支撐，沒(méi)有選擇適宜的力學(xué)參數(shù)，在基坑設(shè)計(jì)中存在缺陷，降低了建筑基坑支護(hù)施工的準(zhǔn)確可靠性。同時(shí)，建筑基坑設(shè)計(jì)還缺乏必要的安全儲(chǔ)備，沒(méi)有進(jìn)行建筑基坑圍護(hù)的科學(xué)合理設(shè)計(jì)，降低了建筑基坑支護(hù)施工的安全和質(zhì)量。

2、施工因素。建筑基坑施工沒(méi)有嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行，施工順序和分段基坑開挖存在不合理性和盲目性，降低了建筑基坑支護(hù)施工的質(zhì)量。同時(shí)，在建筑基坑施工過(guò)程中，存在施工物資準(zhǔn)備不夠充分的問(wèn)題，無(wú)法及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)性的建筑施工問(wèn)題，由此也增大了建筑基坑支護(hù)施工的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3、管理因素。建筑基坑支護(hù)工程施工安全離不開管理，相關(guān)人員要加強(qiáng)對(duì)建筑基坑支護(hù)施工質(zhì)量及安全的監(jiān)控，及時(shí)進(jìn)行溝通和反饋，然而當(dāng)前的建筑基坑支護(hù)工程施工缺乏必要的監(jiān)管，主要是由于施工監(jiān)管不夠規(guī)范、監(jiān)管人員技術(shù)水平參差不齊所導(dǎo)致的。

3 建筑基坑支護(hù)工程安全應(yīng)對(duì)措施分析

3.1 建筑基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)的優(yōu)化

要加強(qiáng)建筑基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)，摒棄傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念和方法，引入先進(jìn)的精準(zhǔn)計(jì)算方法，關(guān)注基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范性和完整性，并從樁體直徑、樁體中心距、樁體的嵌入深度等主要參數(shù)入手，加強(qiáng)建筑基坑支護(hù)體系的優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保建筑基坑支護(hù)工程的安全穩(wěn)定，將深基坑周邊土體沉降量控制在合理范圍以內(nèi)。

1.1 樁徑的優(yōu)化設(shè)計(jì)。樁徑是樁錨支護(hù)的重要因素，與基坑的穩(wěn)定安全有直接的關(guān)聯(lián)，可以從樁徑變化對(duì)不同要素的規(guī)律進(jìn)行分析和優(yōu)化：

（1）樁徑對(duì)垂直于基坑邊線方向土體沉降的影響。從樁徑與垂直于基坑邊線方向最大沉降的關(guān)系可知，基于原設(shè)計(jì)樁徑0.7m的前提，當(dāng)樁徑以0.05m為模數(shù)遞減時(shí)，垂直于基坑邊線方向的最大沉降量呈線性增長(zhǎng)趨勢(shì)，而在 0.55m后的沉降量不再隨著樁徑的變化而呈直線增加，反而出現(xiàn)奇異點(diǎn)，由此可知，當(dāng)樁徑減小到一定程度時(shí)，基坑支護(hù)的不穩(wěn)定性增大。

（2）樁徑對(duì)平行于基坑邊線方向土體沉降的影響。當(dāng)樁徑持續(xù)減少時(shí)，則平行于基坑邊線方向的沉降值呈持續(xù)增加趨勢(shì)，從而降低整個(gè)支護(hù)體系的剛度和安全性。以原設(shè)計(jì)樁徑為0.7m為前提，進(jìn)行樁徑的優(yōu)化設(shè)計(jì)，當(dāng)以0.05m為模數(shù)進(jìn)行樁徑的遞減時(shí)，平行于基坑邊線方向的沉降值呈線性增加趨勢(shì)，而當(dāng)樁徑遞減至0.45m時(shí)，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)支護(hù)體系的不穩(wěn)定。

（3）樁徑對(duì)中部樁體彎矩的影響。以原設(shè)計(jì)樁徑為 0.7m為前提，隨著樁徑以0.05m模數(shù)不斷遞減，樁身最大正彎矩和樁身最大負(fù)彎矩隨樁徑減少而降低，明顯降低樁體的整體剛度和抗彎矩能力。

1.2 樁間距的優(yōu)化設(shè)計(jì)

（1）樁中心距對(duì)垂直于基坑邊線方沉降的影響。樁體中心距的變化對(duì)垂直于基坑邊線方沉降量的影響較小，可以在基坑支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)中加以考慮，在不影響安全的前提下，適當(dāng)放大樁體中心距的距離，使各樁體在冠梁和腰梁的共同作用下相互支撐，提升支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的整體性能。

（2）樁中心距對(duì)平行于基坑邊線方沉降的影響。當(dāng)樁中心距增大時(shí)，平行于基坑邊界方向的沉降量增大，并當(dāng)樁間距為1.5m時(shí)沉降量最小，當(dāng)樁間距為2.1m時(shí)沉降量最大。為此，可以在整個(gè)支護(hù)體系優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)考慮樁間距的優(yōu)化設(shè)計(jì)作用。

（3）樁中心距對(duì)樁身水平位移的影響。樁間距變化在1.5m-2.1m時(shí)，樁身的最大水平位移和樁頂位移均在1mm內(nèi)，變化幅度較小，因而可以優(yōu)化樁間距的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)整個(gè)支護(hù)體系的穩(wěn)定性。

1.3 樁體嵌入深度的優(yōu)化設(shè)計(jì)

（1）嵌固深度對(duì)垂直于基坑邊線方沉降的影響。以原設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為21m為例，當(dāng)樁身長(zhǎng)度以模數(shù)0.5m遞減時(shí)，基坑降低量呈增加趨勢(shì)，具體表現(xiàn)為：當(dāng)樁身長(zhǎng)度減至19.5m時(shí)，沉降量變化不大；而當(dāng)樁長(zhǎng)縮減至18m時(shí)，沉降量表現(xiàn)出直線增加的狀態(tài)。

（2）嵌固深度對(duì)平行于基坑邊線方沉降的影響。當(dāng)樁身長(zhǎng)度超過(guò)19.5m時(shí)，基坑具有較高的安全穩(wěn)定性；而當(dāng)樁身長(zhǎng)度低于 19.5m時(shí)，基坑整體的安全穩(wěn)定性明顯下降。

3.2 施工技術(shù)的優(yōu)化

以土層錨桿施工技術(shù)的優(yōu)化為例，首先要確定錨桿的具體位置，嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鉆孔作業(yè)，控制錨桿水平方向和垂直方向的孔距偏差，分別控制在50mm、100mm以內(nèi)。還要控制好鉆孔底部的偏斜尺寸，要將其控制在錨桿長(zhǎng)度的3%以內(nèi)。在鉆孔注漿作業(yè)中，要由孔底自下而上進(jìn)行施工，待孔口溢出漿液之后再終止注漿。

3.3 加強(qiáng)施工管理的優(yōu)化

要做好前期準(zhǔn)備工作，明晰目標(biāo)作業(yè)區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水下水位、土壤顆粒間隙等，并要做好基坑環(huán)境穩(wěn)定性的管理，避免基坑開挖對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的破壞影響，規(guī)避地下水外滲的現(xiàn)象。并要加強(qiáng)對(duì)施工材料的質(zhì)量管理，避免不合規(guī)材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，還要做好材料的不定期抽檢，確保建筑基坑支護(hù)施工的安全。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，建筑基坑支護(hù)工程施工受到設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、管理的影響，要加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，嚴(yán)格依照施工技術(shù)進(jìn)行作業(yè)，加強(qiáng)施工管理和監(jiān)測(cè)，較好地提升建筑基坑支護(hù)工程施工的安全性和質(zhì)量。